DE102010008146B4

DE102010008146B4 - Measuring system and method for determining the intraocular pressure and method and system for adjusting the intraocular pressure

Info

Publication number: DE102010008146B4
Application number: DE102010008146.9A
Authority: DE
Inventors: Peter Reimer
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2010-02-12
Filing date: 2010-02-12
Publication date: 2022-03-31
Anticipated expiration: 2030-02-13
Also published as: US20110202017A1; DE102010008146A1; US10080493B2; US20190000315A1; US11039744B2; US11039743B2; JP5846595B2; JP2011177501A; US20180360309A1

Abstract

Verfahren zum Ermitteln des Innendrucks eines Auges (9), in dem das Auge (9) mit wenigstsens einer Lichtquelle (41, 50) beleuchtet wird und der Innendruck anhand einer Eigenschaft wenigstens eines Purkinjebildes der Lichtquelle(n) (41, 50) und einer Beziehung zwischen dieser Eigenschaft und dem Innendrucks ermittelt wird.Method for determining the internal pressure of an eye (9), in which the eye (9) is illuminated with at least one light source (41, 50) and the internal pressure based on a property of at least one Purkinje image of the light source(s) (41, 50) and a relationship between this property and the internal pressure is determined.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Messsystem und ein Verfahren zum Ermitteln des Innendrucks des Auges. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren und ein System zum Einstellen des Augeninnendrucks.The present invention relates to a measuring system and a method for determining the internal pressure of the eye. In addition, the invention relates to a method and a system for adjusting the intraocular pressure.

Bei einer Reihe von Augenoperationen ist es von Bedeutung während der Operation, d.h. intraoperativ, die Refraktion (Brechkraft) des Auges zu ermitteln. Beispiele hierfür sind das Bearbeiten der Hornhautoberfläche mittels Laserstrahlen, um Fehlsichtigkeiten zu korrigieren, oder Kataraktoperationen, in denen die Augenlinse durch eine Kunstlinse ersetzt wird. Verfahren und eine Vorrichtungen zur Bestimmung der Refraktion eines Auges sind beispielsweise in EP 0 563 604 A1 und EP 1 338 238 A2 beschrieben.In a number of eye operations, it is important to determine the refraction (refractive power) of the eye during the operation, ie intraoperatively. Examples of this are the treatment of the corneal surface with laser beams to correct ametropia, or cataract operations in which the eye lens is replaced with an artificial lens. Methods and devices for determining the refraction of an eye are, for example, in EP 0 563 604 A1 and EP 1 338 238 A2 described.

Egal welches Verfahren zur Refraktionsermittlung zum Einsatz kommt, es bleibt immer die Problematik sicherzustellen, dass die Refraktion auch auf der Sehachse des Auges bestimmt wird. Diese Achse ist so ohne weiteres am Auge nicht sichtbar und weicht zum Teil erheblich von der optischen Augenachse ab. Diese Problematik, kann umgangen werden, wenn man dem Auge eine Fixiermarke anbietet, auf welche der Blick fixiert werden kann. Dies erfordert jedoch eine aktive Aktion des Patienten und ist nur bei so genannten Tropfanästhesien möglich, in denen der Patient die Fähigkeit, Objekte zu fixieren und das Auge zu bewegen, beibehält, sofern das Auge vom Chirurgen nicht fixiert wurde. Wenn der Patient dagegen in Vollnarkose liegt oder das Patentenauge retrobulbär anästhesiert wurde, also das Betäubungsmittel hinter den Augapfel gespritzt wurde, kann der Patient das Auge nicht mehr aktiv bewegen und auch nicht mehr aktiv fixieren. Die Ausrichtung der Sehachse des Auges, dessen Refraktion vermessen werden soll, ist dann völlig willkürlich zur Messanordnung. Wenn nicht gewährleistet werden kann, dass die Messung auf der Sehachse erfolgt, wird das Messergebnis mit mehr oder weniger großen Fehlern behaftet sein. Abhilfe kann beispielsweise dadurch geschaffen werden, dass das Auge vor der Operation vermessen wird und entsprechende Markierungen auf dem Patientenauge angebracht werden. Insbesondere im Hinblick auf die Achsausrichtung torischer Intraokularlinsen im Rahmen einer Kataraktoperaion kommen derartige Markierungen zur Anwendung.No matter which method is used to determine the refraction, there is always the problem of ensuring that the refraction is also determined on the visual axis of the eye. This axis is not readily visible to the eye and sometimes deviates considerably from the optical axis of the eye. This problem can be circumvented if the eye is offered a fixation mark on which the gaze can be fixed. However, this requires active action on the part of the patient and is only possible in so-called topical anesthesia, in which the patient retains the ability to fixate objects and move the eye unless the eye has been fixed by the surgeon. If, on the other hand, the patient is under general anesthesia or the patent eye has been anesthetized retrobulbarly, i.e. the anesthetic has been injected behind the eyeball, the patient can no longer actively move the eye or actively fixate it. The orientation of the visual axis of the eye whose refraction is to be measured is then completely arbitrary in relation to the measuring arrangement. If it cannot be guaranteed that the measurement is made on the visual axis, the measurement result will be subject to more or less large errors. This can be remedied, for example, by measuring the eye before the operation and making appropriate marks on the patient's eye. Such markings are used in particular with regard to the axial alignment of toric intraocular lenses in the context of cataract surgery.

Aus DE 197 02 335 C1 ist eine Vorrichtung mit einem gepulsten Laser bekannt, die zur Abtragung von Hornhaut geeignet ist. Für die Strahlnachführung wird das Auge mit Infrarotstrahlen bestrahlt. Eine Kamera nimmt durch die Infrarotstrahlen erzeugte Bilder des Auges, insbesondere der Pupille, in Form eines Hell-Dunkel-Kontrastes auf. Ein an die Kamera angeschlossener Rechner ermittelt dann beispielsweise den Schwerpunkt des dunklen Feldes, also der Pupille, oder auch den Rand der Pupille, so dass die Ermittlung der Augenbewegung unabhängig vom momentanen Pupillendurchmesser möglich wäre. Auf diese Weise kann zwar die Position des Auges ermittelt werden, nicht jedoch die Sehachse.the end DE 197 02 335 C1 a device with a pulsed laser is known, which is suitable for the ablation of cornea. For beam tracking, the eye is irradiated with infrared rays. A camera records images of the eye, particularly the pupil, generated by the infrared rays in the form of a light-dark contrast. A computer connected to the camera then determines, for example, the center of gravity of the dark field, ie the pupil, or also the edge of the pupil, so that the eye movement can be determined independently of the current pupil diameter. In this way, the position of the eye can be determined, but not the visual axis.

US 6,299,307 B1 beschreibt eine Eye-Tracking-Vorrichtung für die Laserchirurgie, in der die Grenze zwischen der weißen Sklera und der farbigen Iris ermittelt wird, um die Augenposition festzustellen. Die Sehachse kann daraus aber nicht ohne weiteres berechnet werden. Weiterhin ist in diesem Dokument beschrieben, dass Purkinjebilder zur Emittlung der Augenposition herangezogen werden können. Es wird jedoch festgestellt, dass während einer Augenoperation die optische Qualität des Auges temporär verschlechtert ist, so dass die Purkinjebilder unscharf werden und dadurch eine genaue Bestimmung der Augenposition sehr schwierig wird. US 6,299,307 B1 describes an eye tracking device for laser surgery in which the boundary between the white sclera and the colored iris is determined to determine eye position. However, the visual axis cannot be easily calculated from this. Furthermore, this document describes that Purkinje images can be used to determine the eye position. However, it is established that the optical quality of the eye is temporarily deteriorated during an eye operation, so that the Purkinje images become blurred and an exact determination of the eye position becomes very difficult as a result.

US 2006/0247659 A1 beschreibt ein Operationsmikroskopsystem und ein Verfahren zum Durchführen von Augenoperationen. Das System umfasst einen Eye-Tracker, der Augenbilder analysiert, um die innere und äußere Begrenzung der Iris die Lederhaut und die Augenlider zu ermitteln. Eine Bildverarbeitungssoftware ermittelt dann die größte zusammenhängende dunkle Region, welche in der Praxis der Pupille entspricht. Das Eye-Tracking erfolgt dann durch Bestimmen des geometrischen Zentrums der größten zusammenhängenden Region. Das Bestimmen der Sehachse ist mit diesem Verfahren nicht möglich. U.S. 2006/0247659 A1 describes a surgical microscope system and method for performing eye surgery. The system includes an eye tracker that analyzes eye images to determine the inner and outer boundaries of the iris, the sclera, and the eyelids. Image processing software then determines the largest contiguous dark region, which in practice corresponds to the pupil. Eye tracking is then done by determining the geometric center of the largest contiguous region. Determining the visual axis is not possible with this method.

US 5,474,548 A beschreibt ein Verfahren zum Etablieren eines eindeutigen, maschinenunabhängigen Bezugssystems für das Auge. Dieses Verfahren kann insbesondere im Rahmen von Augenoperationen zur Anwendung kommen. Es ermöglicht das Ausrichten der Sehachse des Patienten im Hinblick auf die optische Achse eines ophtalmologischen Gerätes, das für eine Laseroperation oder für diagnostische Messungen verwendet wird. Das Verfahren beinhaltet ein Bewegen des Auges in lateraler Richtung, bis die Bilder einer ersten und einer zweiten Referenzmarke, die sich entlang der optischen Achse des ophtalmologischen Gerätes in unterschiedlicher Entfernung des Auges befinden, fluchten. Während der Behandlung fixiert der Patient die dargebotenen Marken. Eine Bestimmung der Sehachse bei Vollnarkose oder bei retrobulbärer Anästhesie ist damit nicht möglich. US 5,474,548A describes a method for establishing a unique, machine-independent frame of reference for the eye. This procedure can be used in particular in the context of eye operations. It allows aligning the patient's visual axis with respect to the optical axis of an ophthalmic device used for laser surgery or for diagnostic measurements. The method involves moving the eye in a lateral direction until the images of a first and a second fiducial located at different distances from the eye along the optical axis of the ophthalmic device are aligned. During the treatment, the patient fixates on the presented marks. It is not possible to determine the visual axis during general anesthesia or retrobulbar anesthesia.

Die US 4,373,787 und die US 5,090,797 beschreiben Eye-Tracker, in denen die Blickrichtung anhand von Purkinjebildern bestimmt wird, die mittels Infrarotstrahlung generiert werden. Die US 4,373,787 beschreibt darüber hinaus das Messen der Refraktion des Auges in mehreren Bereichen der Linse, um dadurch einen dreidimensionalen Eye-Tracker zu realisieren, welcher denjenigen Punkt in dreidimensionalem Raum ermittelt, auf den das Auge gerade fixiert ist.the U.S. 4,373,787 and the U.S. 5,090,797 describe eye trackers in which the viewing direction is determined using Purkinje images generated using infrared radiation. the U.S. 4,373,787 also describes the measurement of the refraction of the eye in several areas of the lens in order to thereby implement a three-dimensional eye tracker which determines that point in three-dimensional space to which the eye is currently fixed.

Eine weitere Schwierigkeit bei der intraoperativen Refraktionsmessung ist der Umstand, dass der Augeninnendruck des Auges, das gerade operiert wird, deutlich von dem natürlichen Augeninnendruck abweichen kann, beispielsweise durch Injektion von Viskoelastika in die vordere Augenkammer (damit das Auge bei der Operation nicht zusammenfällt). Ein System zum Beeinflussen des Augendruckes mittels eines Flüssigkeitsreservoirs und einer Injektionsnadel zum Leiten der Flüssigkeit in das Auge ist bspw. in US 2008/0114283 A1 beschrieben. Dieser verändere Augeninnendruck kann zu einem veränderten Hornhautradius und damit zu einer fehlerhaften Refraktionsmessung führen.Another difficulty with intraoperative refraction measurement is the fact that the intraocular pressure of the eye being operated on can deviate significantly from the natural intraocular pressure, for example due to the injection of viscoelastics into the anterior chamber of the eye (so that the eye does not collapse during the operation). A system for influencing the intraocular pressure using a liquid reservoir and an injection needle for directing the liquid into the eye is, for example, in U.S. 2008/0114283 A1 described. This change in intraocular pressure can lead to a change in the radius of the cornea and thus to incorrect refraction measurements.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein vorteilhaftes Messsystem und ein vorteilhaftes Verfahren zum Ermitteln des Innendrucks eines Auges zur Verfügung zu stellen, das insbesondere auch im Rahmen eines Verfahrens zur intraoperativen Messung der Refraktion eines Auges und im Rahmen eines Verfahrens zum Einstellen des Innendrucks eines Auges zur Anwendung kommen kann.It is an object of the invention to provide an advantageous measuring system and an advantageous method for determining the internal pressure of an eye, which can also be used in particular as part of a method for intraoperative measurement of the refraction of an eye and as part of a method for adjusting the internal pressure of an eye can be applied.

Diese Aufgabe wird durch ein Messsystem und ein Verfahren zum Ermitteln des Innendrucks eines Auges gemäß Anspruch 1 bzw. gemäß Anspruch 9 sowie durch ein Verfahren und ein System zum Einstellen des Innendrucks eines Auges gemäß Anspruch 6 bzw. Anspruch 13 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.This object is achieved by a measuring system and a method for determining the internal pressure of an eye according to claim 1 and claim 9 and by a method and a system for adjusting the internal pressure of an eye according to claim 6 and claim 13 respectively. The dependent claims contain advantageous developments of the invention.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Ermitteln des Innendrucks eines Auges zur Verfügung gestellt. In diesem Verfahren wird das Auge mit wenigstens einer Lichtquelle beleuchtet. Der Innendruck wird anhand einer Eigenschaft wenigstens eines Purkinjebildes der Lichtquelle(n) und einer Beziehung zwischen dieser Eigenschaft und dem Innendruck ermittelt.According to the invention, a method for determining the internal pressure of an eye is provided. In this method, the eye is illuminated with at least one light source. The internal pressure is determined based on a property of at least one Purkinje image of the light source(s) and a relationship between this property and the internal pressure.

Unter dem Begriff „Purkinjebild“ ist dabei eine Reflexion an einer Augenstruktur zu verstehen. Es existieren verschiedene Purkinjebilder, die am Auge beobachtet werden können. Das erste Purkinjebild ist die Reflexion an der äußeren Oberfläche der Kornea, das zweite Purkinjebild die Reflexion an der inneren Oberfläche der Kornea, das dritte Purkinjebild die Reflexion an der äußeren Oberfläche der Linse und das vierte Purkinjebild die Reflexion an der inneren Oberfläche der Linse. Besonders geeignet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das erste Purkinjebild, also die Reflexion an der äußeren Oberfläche der Kornea. Die Beziehung zwischen der Lage des Purkinjebildes und der Sehachse kann entweder mittels einer Referenzmessung oder mittels eines mathematischen Modells hergestellt werden. Die Lichtquelle kann insbesondere sichtbares Licht aussenden und kann als primäre Lichtquelle, also eine selbstleuchtende Lichtquelle wie etwa eine Glühlampe oder ein Lumineszenzstrahler, oder als eine sekundäre Lichtquelle, also eine nichtleuchtende Lichtquelle wie etwa das Austrittsende eines Lichtleitfaser ausgestaltet sein.The term "Purkinje image" is to be understood as meaning a reflection on an eye structure. There are different Purkinje pictures that can be observed with the eye. The first Purkinje image is the reflection from the outer surface of the cornea, the second Purkinje image is the reflection from the inner surface of the cornea, the third Purkinje image is the reflection from the outer surface of the lens, and the fourth Purkinje image is the reflection from the inner surface of the lens. The first Purkinje image, ie the reflection on the outer surface of the cornea, is particularly suitable for carrying out the method according to the invention. The relationship between the position of the Purkinje image and the visual axis can be established either by means of a reference measurement or by means of a mathematical model. In particular, the light source can emit visible light and can be designed as a primary light source, ie a self-illuminating light source such as an incandescent lamp or a luminescence emitter, or as a secondary light source, ie a non-luminous light source such as the exit end of an optical fiber.

Die Eigenschaft kann insbesondere die Größe des Purkinjebildes sein, also die Fläche, die das Purkinjebild auf der Hornhaut einnimmt. Wenn wenigstens zwei Lichtquellen vorhanden sind, kann die Eigenschaft auch der Abstand der Purkinjebilder voneinander auf der Hornhaut sein. Als Abstand kann hierbei insbesondere der Abstand ihrer Mittelpunkte voneinander angesehen werden. Je größer der Krümmungsradius der Hornhaut ist, desto größer ist das Punkinjebild oder der Abstand der Purkinjebilder zweier Lichtquellen voneinander. Dies rührt daher, dass die Außenseite der Kornea einen Konvexspiegel bildet und die Bilder eines Konvexspiegels umso kleiner sind, je kleiner der Krümmungsradius des Spiegels und damit die Brennweite des Spiegels ist.In particular, the property can be the size of the Purkinje image, ie the area that the Purkinje image occupies on the cornea. If at least two light sources are present, the property can also be the distance between the Purkinje images on the cornea. In particular, the distance between their center points can be regarded as the distance. The greater the radius of curvature of the cornea, the greater the Punkinje image, or the distance between the Purkinje images of two light sources. This is because the outside of the cornea forms a convex mirror and the smaller the radius of curvature of the mirror and thus the focal length of the mirror, the smaller the images of a convex mirror.

Als Lichtquelle kann eine primäre oder eine sekundäre Lichtquelle zum Einsatz kommen. Im Falle mehrerer sekundärer Lichtquellen kann die Anzahl der primären Lichtquellen gleich der Anzahl der sekundären Lichtquellen sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit weniger primäre Lichtquellen als sekundäre Lichtquellen vorzusehen, wobei dann wenigstens zwei sekundäre Lichtquellen gemeinsam von einer primären Lichtquelle gespeist werden.A primary or a secondary light source can be used as the light source. In the case of multiple secondary light sources, the number of primary light sources can be equal to the number of secondary light sources. However, there is also the possibility of providing fewer primary light sources than secondary light sources, in which case at least two secondary light sources are then fed jointly from a primary light source.

Die Beziehung zwischen der Eigenschaft des wenigstens einen Punkinjebildes und dem Innendruck kann anhand eines mathematischen Modells oder durch eine Referenzmessung bei normalem Innendruck festgelegt sein. Hier gilt wieder, dass die Referenzmessung vorteilhaft ist, weil der normale Innenduck eines Auges einer Streuung unterworfen ist, die anhand eines mathematischen Modells schwierig zu handhaben ist.The relationship between the property of the at least one Punkinje image and the internal pressure can be established using a mathematical model or by a reference measurement at normal internal pressure. Again, the reference measurement is advantageous because the normal internal pressure of an eye is subject to variability that is difficult to handle using a mathematical model.

Besonders geeignet zum Durchführen des Verfahrens zum Bestimmen des Innendrucks eines Auges ist das erste Purkinjebild, also die Reflexion der Lichtquelle(n) an der Außenseite der Kornea.The first Purkinje image, ie the reflection of the light source(s) on the outside of the cornea, is particularly suitable for carrying out the method for determining the internal pressure of an eye.

Insbesondere kann die bereits erwähnte Referenzmessung dazu dienen, den normalen Innendruck des Auges zu ermitteln. Die Abweichungen von diesem normalen Innendruckt kann dann anhand eines mathematischen Modells bestimmt werden. Auf den Innendruck kann hierbei unter Zuhilfenahme eines physiologischen Modells aus dem Krümmungsradius der Hornhaut rückgeschlossen werden. Das physiologische Modell ist jedoch dann nicht notwendig, wenn lediglich überprüft werden soll, ob der Innendruck höher oder niedriger als normal ist. Die genaue Kenntnis des Zusammenhangs zwischen dem Krümmungsradius und dem Innendruck ist dann nicht notwendig.In particular, the reference measurement already mentioned can be used to determine the normal internal pressure of the eye. The deviations from this normal internal pressure can then be determined using a mathematical model. The internal pressure can be deduced from the radius of curvature of the cornea with the aid of a physiological model. However, the physiological model is not necessary when only checking whether the internal pressure is higher or lower than normal. Exact knowledge of the relationship between the radius of curvature and the internal pressure is then not necessary.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann dazu verwendet werden, den Innendruck eines Auges während einer Augenoperation einzustellen und insbesondere konstant zu halten. Die Abweichung des Innendrucks von einem Zielwert kann anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ermitteln des Innendrucks bestimmt werden. Auf der Basis der bestimmten Abweichung kann dann der Innendruck des Auges auf den Zielwert gebracht werden, beispielsweise mittels einer Spülflüssigkeit oder der Injektion eines Viskoelastikums, deren bzw. dessen Druck einstellbar ist. Das Erreichen des Zielwertes ergibt sich dann daraus, dass das Auge den normalen Innendruck erreicht.The method according to the invention can be used to adjust the internal pressure of an eye during an eye operation and, in particular, to keep it constant. The deviation of the internal pressure from a target value can be determined using the method according to the invention for determining the internal pressure. On the basis of the deviation determined, the internal pressure of the eye can then be brought to the target value, for example by means of a rinsing liquid or the injection of a viscoelastic agent, the pressure of which can be adjusted. The achievement of the target value then results from the fact that the eye reaches the normal internal pressure.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ermitteln des Innendrucks kann außerdem in einem Verfahren zum Ermitteln der Refraktion eines Auges zur Anwendung kommen. In dem Verfahren zum Ermitteln der Refraktion eines Auges mittels eines Refraktionsmessgerätes wird vor dem Ermitteln der Refraktion die aktuelle Sehachse des Auges ermittelt. Das Refraktionsmessgerät wird dann bezüglich der Sehachse des Auges ausgerichtet und das Ermitteln der Refraktion nach dem Ausrichten durchgeführt. In dem Verfahren erfolgt das Ermitteln der Sehachse des Auges anhand wenigstens eines Pukinjebildes einer Lichtquelle, mit der das Auge beleuchtet wird, und einer Beziehung zwischen der Lage des Pukinjebildes und der Sehachse.The method according to the invention for determining the internal pressure can also be used in a method for determining the refraction of an eye. In the method for determining the refraction of an eye using a refraction measuring device, the current visual axis of the eye is determined before the refraction is determined. The refraction measuring device is then aligned with respect to the visual axis of the eye and the refraction is determined after the alignment. In the method, the visual axis of the eye is determined using at least one Pukinje image of a light source with which the eye is illuminated and a relationship between the position of the Pukinje image and the visual axis.

Verfahren zum Ermitteln der Refraktion eines Auges beruht auf der Erkenntnis, dass eine Ausrichtung des Refraktionsmessgerätes im Bezug auf die Sehachse des Auges auch ohne Mithilfe des Patienten mit einfachen Mitteln möglich ist, nämlich in dem die Lage eines Pukinjebildes, insbesondere der Reflektion der Lichtquelle an der Außenseite der Kornea, auf dem Auge ermittelt wird. Diese Lage steht in eindeutigem Zusammenhang mit der Sehachse des Auges. Dieser Zusammenhang kann anhand eines mathematischen Modells berechnet werden, oder vorzugsweise empirisch ermittelt werden, indem vor dem Ermitteln der Sehachse eine Referenzmessung vorgenommen wird, bei der der Patient in der Lage ist, das Auge zu bewegen. In dieser Referenzmessung können für eine Anzahl von Blickrichtungen die Lage der Pukinjebilder bestimmt und abgespeichert werden. Während einer Operation, in der der Patient entweder in Vollnarkose liegt oder das Auge retrobulbär anästhesiert worden ist, kann dann auf die abgespeicherten Lagen der Pukinjebilder zurückgegriffen werden, um anhand eines aufgenommenen Pukinjebildes die Sehrichtung zu ermitteln. Das empirische Ermitteln der Beziehung zwischen der Lage der Pukinjebilder und der Sehrichtung des Auges ist vorteilhaft, da damit auch die spezifischen Gegebenheiten des jeweiligen Auges berücksichtigt werden können. So weicht die Lage der Sehachse des Auges typischerweise um einen Winkel von etwa 5° von der optischen Achse des Auges ab. Es sind aber auch Abweichungen von 3° bis 8° bekannt und in Extremfällen können auch Abweichungen von bis zu 10° vorliegen. Eine derartige Streuung kann in einem mathematischen Modell nicht ohne weiteres berücksichtigt werden, so dass die Ermittlung der Beziehung zwischen der Sehachse und dem Pukinjebild anhand des mathematischen Modells ungenauer ist als die empirische Ermittlung.Method for determining the refraction of an eye is based on the knowledge that an alignment of the refraction measuring device in relation to the visual axis of the eye is possible with simple means without the help of the patient, namely in which the position of a Pukinje image, in particular the reflection of the light source on the Outside of the cornea on which the eye is detected. This position is clearly related to the visual axis of the eye. This relationship can be calculated using a mathematical model, or preferably determined empirically, in that a reference measurement is carried out before the visual axis is determined, in which case the patient is able to move his eye. In this reference measurement, the position of the Pukinje images can be determined and saved for a number of viewing directions. During an operation in which the patient is either under general anesthesia or the eye has been anesthetized retrobulbarly, the stored positions of the Pukinje images can then be accessed in order to determine the direction of vision using a recorded Pukinje image. The empirical determination of the relationship between the position of the Pukinje images and the direction of vision of the eye is advantageous since the specific conditions of the respective eye can also be taken into account in this way. The position of the visual axis of the eye typically deviates by an angle of about 5° from the optical axis of the eye. However, deviations of 3° to 8° are also known, and in extreme cases deviations of up to 10° can also occur. Such a scatter cannot be easily taken into account in a mathematical model, so that the determination of the relationship between the visual axis and the Pukinje image using the mathematical model is less precise than the empirical determination.

Vor dem Ermitteln der Refraktion erfolgt ein Ermitteln des Innendrucks des Auges. Bei der Refraktionsmessung kann dann der ermittelte Innendruck Berücksichtigung finden. Eine weitere Möglichkeit, die die Kombination des Verfahren zum Ermitteln der Refraktion mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Ermitteln des Innendrucks bietet, liegt darin, den Augeninnendruck für die Refraktionsmessung auf den Normalwert zu bringen, so dass die gemessene Refraktion unmittelbar mit einer am Auge vor der Operation im Normalzustand des Auges durchgeführten Refraktionsmessung verglichen werden kann.Before determining the refraction, the internal pressure of the eye is determined. The determined internal pressure can then be taken into account in the refraction measurement. Another possibility offered by the combination of the method for determining the refraction with the method according to the invention for determining the internal pressure is to bring the intraocular pressure for the refraction measurement to the normal value, so that the measured refraction can be compared directly with an eye before the operation can be compared to the refraction measurement carried out in the normal state of the eye.

In allen erfindungsgemäßen Verfahren kann die Lichtquelle durch die Beleuchtungseinrichtung eines Operationsmikroskops realisiert sein. Dies ist vorteilhaft, da Augenoperationen in der Regel unter Zuhilfenahme von Operationsmikroskopen durchgeführt werden somit für die Refraktionsmessung bzw. die Messung des Augeninnendrucks keine zusätzliche Lichtquelle vorhanden sein muss. Die Beleuchtungseinrichtung eines Operationsmikroskops für Augenoperationen weist zudem typischerweise die Möglichkeit einer Koaxialbeleuchtung auf, in der zwei Beleuchtungsstrahlengänge zwischen dem Mikroskopobjektiv und dem Auge koaxial zu den stereoskopischen Beobachtungsstrahlengängen verlaufen. Auf diese Weise können die Purkinjebilder zweier Lichtquellen beobachtet werden. Wenn zusätzlich noch eine Schrägbeleuchtung vorhanden ist, können die Purkinjebilder dreier Lichtquellen beobachtet werden.In all of the methods according to the invention, the light source can be implemented by the illumination device of a surgical microscope. This is advantageous since eye operations are generally performed with the aid of surgical microscopes, so no additional light source needs to be present for the refraction measurement or the measurement of the intraocular pressure. The illumination device of a surgical microscope for eye operations also typically has the option of coaxial illumination, in which two illumination beam paths between the microscope objective and the eye run coaxially to the stereoscopic observation beam paths. In this way, the Purkinje images of two light sources can be observed. If oblique illumination is also available, the Purkinje images of three light sources can be observed.

Außerdem wird gemäß der Erfindung ein Messsystem zum Ermitteln des Innendrucks eines Auges zur Verfügung gestellt. Dieses Messsystem umfasst wenigstens eine Lichtquelle zum Beleuchten des Auges, die entweder eine primäre oder eine sekundäre Lichtquelle sein kann. Weiterhin umfasst das Messsystem eine elektronische Bildaufnahmevorrichtung zum Aufnehmen eines elektronischen Bildes des beleuchteten Auges und eine mit der Bildaufnahmevorrichtung zum Empfangen des elektronischen Bildes verbundene Bildverarbeitungseinheit, die Mittel zum Bestimmen der Lage und/oder der Größe wenigstens eines Purkinjebildes der wenigstens einen Lichtquelle auf der Hornhaut des Auges anhand des empfangenen elektronischen Bildes umfasst. Die Messvorrichtung umfasst zudem eine mit der Bildverarbeitungseinheit zum Empfang der Lage und/oder der Größe des wenigstens einen Purkinjebildes verbundene Auswerteeinheit zum Ermitteln des Innendrucks anhand der Lage und/oder der Größe des wenigstens einen Purkinjebildes und einer Beziehung zwischen der Lage und/oder der Größe des wenigstens einen Purkinjebildes und dem Innendruck.In addition, according to the invention, a measuring system for determining the internal pressure of an eye is provided. This measurement system comprises at least one light source for illuminating the eye, which can be either a primary or a can be a secondary light source. Furthermore, the measuring system comprises an electronic image recording device for recording an electronic image of the illuminated eye and an image processing unit connected to the image recording device for receiving the electronic image, the means for determining the position and/or the size of at least one Purkinje image of the at least one light source on the cornea of the Includes eye based on the received electronic image. The measuring device also includes an evaluation unit connected to the image processing unit to receive the position and/or the size of the at least one Purkinje image and to determine the internal pressure based on the position and/or the size of the at least one Purkinje image and a relationship between the position and/or the size the at least one Purkinje image and the internal print.

Dieses Messsystem ist zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ermitteln des Innendrucks eines Auges angepasst und ermöglicht es daher, die mit Bezug auf dieses Verfahren beschriebenen Vorteile zu realisieren.This measuring system is adapted to carry out the method according to the invention for determining the internal pressure of an eye and therefore makes it possible to realize the advantages described with reference to this method.

In einer weiteren Ausgestaltung des Messsystems zum Ermitteln des Innendrucks eines Auges sind wenigstens zwei Lichtquellen vorhanden. Die Bildverarbeitungseinheit umfasst dann Mittel zum Bestimmen des Abstandes der Purkinjebilder der Lichtquellen voneinander auf der Hornhaut, und die Auswertevorrichtung ist zum Ermitteln des Innendrucks anhand des Abstandes der Purkinjebilder der Lichtquellen voneinander auf der Hornhaut und einer Beziehung zwischen dem Abstand und dem Innendruck ausgebildet. Dieser Fall kann insbesondere als Spezialfall des Ermittelns des Innendrucks anhand der Lage zweier Purkinjebilder angesehen werden.In a further embodiment of the measuring system for determining the internal pressure of an eye, there are at least two light sources. The image processing unit then includes means for determining the distance between the Purkinje images of the light sources on the cornea, and the evaluation device is designed to determine the internal pressure based on the distance between the Purkinje images of the light sources on the cornea and a relationship between the distance and the internal pressure. In particular, this case can be viewed as a special case of determining the internal pressure based on the position of two Purkinje images.

Das erfindungsgemäße Messsystem zum Ermitteln des Innendrucks des Auges kann insbesondere mit einem Messsystem zum Ermitteln der Refraktion eines Auges kombiniert werden. Ein Messsystem zum Ermitteln der Refraktion eines Auges ist zum Ausführen des entsprechenden Verfahrens ausgestaltet und umfasst ein Refraktionsmessgerät mit einer optischen Achse, wenigstens eine Lichtquelle zum Beleuchten des Auges, eine elektronische Bildaufnahmevorrichtung zum Aufnehmen eines elektronischen Bildes des Auges sowie eine mit der Bildaufnahmevorrichtung zum Empfangen des elektronischen Bildes verbundene Bildverarbeitungseinheit, die Mittel zur Bestimmung der Lage wenigstens eines Purkinjebildes der wenigstens einen Lichtquelle auf der Hornhaut des Auges anhand des elektronischen Bildes umfasst. Weiterhin umfasst das Messsystem eine Auswerteeinheit, die mit der Bildverarbeitungseinheit zum Empfang der Lage des wenigstens einen Purkinjebildes verbunden ist und die zum Ermitteln der Sehachse des Auges anhand der Lage des wenigstens einen Purkinjebildes und einer Beziehung zwischen der Lage des wenigstens einen Purkinjebildes und der Sehachse ausgebildet ist, sowie eine Justiereinheit, die mit der Auswerteeinheit zum Empfang der Sehachse des Auges verbunden ist und zum Ausrichten des Refraktionsmessgerätes bezüglich der empfangenen Sehachse mit dem Refraktionsmessgerät verbunden ist.The measuring system according to the invention for determining the internal pressure of the eye can in particular be combined with a measuring system for determining the refraction of an eye. A measuring system for determining the refraction of an eye is designed to carry out the corresponding method and includes a refraction measuring device with an optical axis, at least one light source for illuminating the eye, an electronic image recording device for recording an electronic image of the eye, and one with the image recording device for receiving the electronic image connected image processing unit, comprising means for determining the position of at least one Purkinje image of the at least one light source on the cornea of the eye based on the electronic image. The measuring system also includes an evaluation unit which is connected to the image processing unit to receive the position of the at least one Purkinje image and which is designed to determine the visual axis of the eye based on the position of the at least one Purkinje image and a relationship between the position of the at least one Purkinje image and the visual axis and an adjustment unit which is connected to the evaluation unit for receiving the visual axis of the eye and for aligning the refractive measuring device with respect to the received visual axis with the refractive measuring device.

Das zum Durchführen des Verfahrens zum Ermitteln der Refraktion eines Auges ausgebildete Messsystem eignet sich insbesondere zum intraoperativen Einsatz während Augenoperationen. Dabei ist es nicht notwendig, dass der Patient in der Lage ist, das Auge zu bewegen, er kann daher auch voll narkotisiert sein, oder das Auge kann retrobulbär anästhesiert sein.The measuring system designed to carry out the method for determining the refraction of an eye is particularly suitable for intraoperative use during eye operations. It is not necessary for the patient to be able to move the eye, he can therefore also be fully anesthetized, or the eye can be retrobulbar anesthetized.

Die Kombination des erfindungsgemäßen Messsystems zum Ermitteln des Innendrucks des Auges mit einem Messsystem zum Ermitteln der Refraktion eines Auges ermöglicht es, den Innendruck des Auges bei dem Ermitteln der Refraktion zu berücksichtigen.The combination of the measuring system according to the invention for determining the internal pressure of the eye with a measuring system for determining the refraction of an eye makes it possible to take the internal pressure of the eye into account when determining the refraction.

Sowohl das Messsystem zum Ermitteln der Refraktion eines Auges als auch das Messsystem zum Ermitteln des Innendrucks des Auges kann mit einem medizinisch optischen Beobachtungsgerät, insbesondere mit einem Operationsmikroskop, ausgestattet sein, welches eine Beleuchtungsvorrichtung umfasst. In diesem Fall ist die wenigstens eine Lichtquelle durch eine Lichtquelle der Beleuchtungsvorrichtung des medizinisch optischen Beobachtungsgeräts realisiert. Insbesondere kann das medizinisch optische Beobachtungsgerät mit einer Koaxialbeleuchtung ausgestattet sein, in der zwei Beleuchtungsstrahlengänge zwischen dem Objektiv des Beobachtungsgeräts und dem Auge koaxial zu den stereoskopischen Beobachtungsstrahlengängen verlaufen. Dies ermöglicht in einfacher Weise das Beleuchten des Ages mit wenigstens zwei Lichtquellen.Both the measuring system for determining the refraction of an eye and the measuring system for determining the internal pressure of the eye can be equipped with a medical-optical observation device, in particular with a surgical microscope, which includes an illumination device. In this case, the at least one light source is realized by a light source of the illumination device of the medical optical observation device. In particular, the medical-optical observation device can be equipped with coaxial illumination, in which two illumination beam paths between the lens of the observation device and the eye run coaxially to the stereoscopic observation beam paths. This allows the age to be illuminated with at least two light sources in a simple manner.

In allen beschriebenen Messsystemen kann bzw. können die Bildverarbeitungseinheit und/oder die Auswerteeinheit in Form von Hardware oder Software vorliegen, und die Bildaufnahmevorrichtungen können beispielsweise digitale Kameras mit einem CCD-Chip oder einem CMOS-Chip sein.In all of the measurement systems described, the image processing unit and/or the evaluation unit can be in the form of hardware or software, and the image recording devices can be digital cameras with a CCD chip or a CMOS chip, for example.

Erfindungsgemäß wird außerdem ein System zum Einstellen des Innendrucks eines Auges während einer Operation zur Verfügung gestellt. Dieses System umfasst ein erfindungsgemäßes Messsystem zum Ermitteln des Innendrucks eines Auges, eine Flüssigkeitszufuhreinrichtung zum Zuführen einer Flüssigkeit, etwa einer Spülflüssigkeit oder eines Viskoelastikums, in das Auge, eine Einstelleinrichtung zum Einstellen des Druckes der zugeführten Flüssigkeit und eine Differenzerfassungseinheit, die mit der Auswertevorrichtung des Messsystems zum Empfang des ermittelten Innendrucks und mit der Einstelleinrichtung zur Ausgabe einer Stellgröße verbunden ist. Die Differenzerfassungseinheit ist zum Ermitteln einer Abweichung des empfangenen Innendrucks von einem Zielwert und zum Berechnen der Stellgröße auf der Basis der ermittelten Abweichung von dem Zielwert ausgebildet.According to the invention, a system for adjusting the internal pressure of an eye during an operation is also provided. This system includes a measuring system according to the invention for determining the internal pressure of an eye, a liquid supply device for Supplying a liquid, such as a rinsing liquid or a viscoelastic, into the eye, an adjustment device for adjusting the pressure of the liquid supplied and a differential detection unit, which is connected to the evaluation device of the measuring system for receiving the determined internal pressure and to the adjustment device for outputting a manipulated variable. The difference detection unit is designed to determine a deviation of the received internal pressure from a target value and to calculate the manipulated variable on the basis of the determined deviation from the target value.

Mittels des erfindungsgemäßen Systems zum Einstellen des Innendrucks eines Auges kann der Innendruck des Auges auf einen Zielwert eingestellt werden oder auf diesem gehalten werden. Als Zielwert kommt hierbei insbesondere der normale Innendruck des Auges in Frage, so dass mittels des erfindungsgemäßen Systems der Innendruck während einer Operation auf dem Normalwert gebracht oder gehalten werden kann. Insbesondere, wenn das System zum Einstellen des Innendrucks eines Auges mit einem Messsystem zum Ermitteln der Refraktion eines Auges kombiniert wird, kann sichergestellt werden, dass die Refraktion während einer Operation bei normalem Innendruck des Auges gemessen werden kann.By means of the system according to the invention for adjusting the internal pressure of an eye, the internal pressure of the eye can be adjusted to a target value or maintained at this value. In particular, the normal internal pressure of the eye comes into consideration as a target value, so that the internal pressure can be brought to or kept at the normal value during an operation by means of the system according to the invention. In particular, when the system for adjusting the internal pressure of an eye is combined with a measuring system for determining the refraction of an eye, it can be ensured that the refraction can be measured during an operation when the internal pressure of the eye is normal.

Die vorliegende Erfindung bietet die Möglichkeit, anhand der Aufnahme der wenigstens eines Purkinjebildes einer Lichtquelle in einfacher Weise intraoperativ Eigenschaften des Auges zu vermessen. Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren.

1 zeigt ein Messsystem zum Ermitteln der Refraktion eines Auges, welches ein Operationsmikroskop umfasst.
2 zeigt die wesentlichen Komponenten des Operationsmikroskops aus 1 in einer schematischen Darstellung.
3 zeigt die elektronischen Komponenten des Messsystems aus 1 in Form eines Blockschaltbildes.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines Auges mit Sehachse, optischer Achse und der Reflexion eines Strahlengangs an der Hornhaut.
5 zeigt ein System zum Einstellen des Innendrucks eines Auges.
6 zeigt die elektronischen Komponenten des Systems aus 4 in Form eines Blockschaltbildes.

The present invention offers the possibility of simply measuring intraoperative properties of the eye based on the recording of the at least one Purkinje image of a light source. Further features, properties and advantages of the present invention result from the following description of exemplary embodiments with reference to the attached figures.

1 shows a measuring system for determining the refraction of an eye, which includes a surgical microscope.
2 shows the essential components of the surgical microscope 1 in a schematic representation.
3 shows the electronic components of the measuring system 1 in the form of a block diagram.
4 shows a schematic representation of an eye with visual axis, optical axis and the reflection of a beam path on the cornea.
5 shows a system for adjusting the internal pressure of an eye.
6 shows the electronic components of the system 4 in the form of a block diagram.

Ein Messsystem zum Ermitteln der Refraktion eines Auges ist schematisch in 1 dargestellt. Es umfasst ein Operationsmikroskop 1, ein Refraktionsmessgerät 3, eine Mikroskophalterung 5, die Teil eines nicht dargestellten Stativs ist, welches zusammen mit der Halterung 5 drei translatorische Freiheitsgrade und bis zu drei Rotationsfreiheitsgrade zur Verfügung stellt. Hierbei ist anzumerken, dass Stative und Halterungen für die Ophthalmologie häufig nur zwei rotatorische Freiheitsgrade zur Verfügung stellen. Das Stativ ermöglicht so in Verbindung mit der Halterung 5 ein beliebiges Positionieren und Orientieren des Operationsmikroskops 1. Außerdem umfasst das Messsystem elektronische Komponenten 7, die dazu Verwendung finden, die geeignete Ausrichtung des Refraktionsmessgeräts 3 mit Bezug auf die Sehachse desjenigen Auges 9, dessen Refraktion gemessen werden soll, zu ermitteln.A measuring system for determining the refraction of an eye is shown schematically in 1 shown. It includes a surgical microscope 1, a refraction measuring device 3, a microscope mount 5, which is part of a stand, not shown, which together with the mount 5 provides three translational degrees of freedom and up to three rotational degrees of freedom. It should be noted here that stands and holders for ophthalmology often only provide two rotational degrees of freedom. The stand, in conjunction with the mount 5, enables the surgical microscope 1 to be positioned and oriented as desired. The measuring system also includes electronic components 7 which are used to suitably align the refraction measuring device 3 with respect to the visual axis of the eye 9 whose refraction is being measured should be determined.

Im vorliegenden Beispiel ist das Refraktionsmessgerät 3 fest mit dem Operationsmikroskop 1 gekoppelt, so dass die Ausrichtung des Refraktionsmessgerätes 3 durch geeignete Ausrichtung des Operationsmikroskops 1 bewerkstelligt werden kann. Zu diesem Zweck sind die elektronischen Komponenten 7 zum Empfang elektronischer Signale mit dem Operationsmikroskop 1 und zur Ausgabe elektronischer Stellsignale mit der Mikroskophalterung 5 und ggf. dem nicht dargestellten Stativ verbunden.In the present example, the refraction measuring device 3 is firmly coupled to the surgical microscope 1 so that the refraction measuring device 3 can be aligned by suitably aligning the surgical microscope 1 . For this purpose, the electronic components 7 are connected to the surgical microscope 1 for receiving electronic signals and to the microscope mount 5 and possibly the stand (not shown) for the output of electronic control signals.

Das Operationsmikroskop 1 des Messsystems aus 1 ist in 2 im Detail dargestellt. Das Operationsmikroskop 1 umfasst als wesentliche Bestandteile ein dem Auge 9 zuzuwendendes Hauptobjektiv 11, das im vorliegenden Beispiel als ein aus zwei miteinander verkitteten Teillinsen aufgebautes Kittglied dargestellt ist. Der beobachtete Bereich des Auges 9 wird in der Brennebene des Objektivs 11 angeordnet, so dass ein vom beobachteten Bereich des Auges 9 ausgehendes divergentes Strahlenbündel 10A, 10B vom Hauptobjektiv 11 nach Unendlich abgebildet wird, also nach seinem Durchgang durch das Hauptobjektiv 11 in ein paralleles Strahlenbündel 13 umgewandelt ist. Statt einer einzelnen Objektivlinse, wie sie im vorliegenden Beispiel Verwendung findet, kann aber auch ein Objektivlinsensystem aus mehreren Einzellinsen Verwendung finden wie etwa ein so genanntes Vario-Objektiv, mit dem sich der Arbeitsabstand des Mikroskops, d.h. der Abstand der Brennebene vom Objektivlinsensystem, variieren lässt. Auch in einem solchen Vario-System wird der in der Brennebene angeordnete beobachtete Bereich des Auges 9 nach Unendlich abgebildet, so dass auch bei einem Vario-Objektiv bildseitig ein paralleles Strahlenbündel vorliegt.The surgical microscope 1 of the measuring system off 1 is in 2 shown in detail. The surgical microscope 1 comprises, as essential components, a main objective 11 which is to be turned towards the eye 9 and which is shown in the present example as a cemented component made up of two partial lenses which are cemented together. The observed area of the eye 9 is arranged in the focal plane of the objective 11, so that a divergent bundle of rays 10A, 10B emanating from the observed area of the eye 9 is imaged to infinity by the main objective 11, i.e. after passing through the main objective 11 into a parallel bundle of rays 13 is converted. Instead of a single objective lens, as used in the present example, an objective lens system made up of several individual lenses can also be used, such as a so-called varifocal lens, with which the working distance of the microscope, i.e. the distance between the focal plane and the objective lens system, can be varied . In such a varifocal system, too, the observed region of the eye 9 arranged in the focal plane is imaged to infinity, so that a parallel beam of rays is also present on the image side with a varifocal lens.

Bildseitig des Hauptobjektiv 11 ist ein Vergrößerungswechsler 15 angeordnet, der entweder wie im vorliegenden Beispiel als Zoom-System zur stufenlosen Änderung des Vergrößerungsfaktors oder als so genanntes Galilei-System zur stufenweisen Änderung des Vergrößerungsfaktors ausgebildet sein kann. In einem Zoom-System, das wenigstens drei Linsen umfasst, können die beiden objektseitigen Linsen verschoben werden, um den Vergrößerungsfaktor zu variieren. In einem Galilei-System existieren dagegen mehrere feste Linsenkombinationen, die im Wechsel in den Strahlengang eingeschoben werden können. Sowohl ein Zoom-System, als auch ein Galilei-Wechsler wandeln ein objektseitiges paralleles Strahlenbündel in ein bildseitiges paralleles Strahlenbündel mit einem anderen Bündeldurchmesser um. Der Vergrößerungswechsler 15 ist im vorliegenden Beispiel bereits Teil des binokularen Strahlengangs des Mikroskops, d.h. er weist eine eigene Linsenkombination für jedes stereoskopische Teilstrahlenbündel 13A, 13B im Operationsmikroskop auf.On the image side of the main lens 11, a magnification changer 15 is arranged, which can either be used as a zoom system for stu as in the present example can be designed without changing the magnification factor or as a so-called Galilean system for gradually changing the magnification factor. In a zoom system that includes at least three lenses, the two object-side lenses can be shifted in order to vary the magnification factor. In a Galilean system, on the other hand, there are several fixed lens combinations that can be inserted alternately into the beam path. Both a zoom system and a Galileo changer convert a parallel beam of rays on the object side into a parallel beam of rays on the image side with a different beam diameter. In the present example, the magnification changer 15 is already part of the binocular beam path of the microscope, ie it has its own lens combination for each stereoscopic partial beam of rays 13A, 13B in the surgical microscope.

An den Vergrößerungswechsler 15 schließt sich bildseitig eine Schnittstelle 17 an, über die externe Geräte an das Operationsmikroskop 1 angeschlossen werden können. Die Schnittstelle 17 dient im vorliegenden Beispiel zum Auskoppeln eines parallelen Strahlenbündels 19 aus dem Strahlengang des parallelen stereoskopischen Teilstrahlenbündels 13B sowie zum Ein- und Auskoppeln eines parallelen Strahlenbündels 21 in den Strahlengang des parallelen stereoskopischen Teilstrahlenbündels 13A. Die Schnittstelle 17 umfasst im vorliegenden Beispiel Strahlteilerprismen 18A, 18B, die in den jeweiligen stereoskopischen Teilstrahlengängen angeordnet sind.On the image side, the magnification changer 15 is followed by an interface 17 via which external devices can be connected to the surgical microscope 1 . In the present example, the interface 17 serves to decouple a parallel beam 19 from the beam path of the parallel stereoscopic partial beam 13B and to couple a parallel beam 21 into and out of the beam path of the parallel stereoscopic partial beam 13A. In the present example, the interface 17 comprises beam splitter prisms 18A, 18B, which are arranged in the respective stereoscopic partial beam paths.

Bei dem in 1 dargestellten Operationsmikroskop 1 ist an der Schnittstelle 17 eine Kamera-Adapter-Kombination 23 angeordnet, die einen Kameraadapter 25 und eine daran befestigte Kamera 27 mit wenigstens einem elektronischen Bildsensor 29, bspw. mit einem CCD-Sensor oder einem CMOS-Sensor, umfasst. Vom Kameraadapter 25 wird das mittels des Strahlteilerprismas 18B aus dem Strahlengang des Mikroskops 1 ausgekoppelte parallele Strahlenbündel 19 in ein konvergentes Strahlenbündel umgewandelt und so das Beobachtungsobjekt auf den wenigstens einen elektronischen Bildsensor 29 abgebildet.At the in 1 In the surgical microscope 1 shown, a camera-adapter combination 23 is arranged at the interface 17, which includes a camera adapter 25 and a camera 27 attached thereto with at least one electronic image sensor 29, e.g. with a CCD sensor or a CMOS sensor. The camera adapter 25 converts the parallel beam of rays 19 decoupled from the beam path of the microscope 1 by means of the beam splitter prism 18B into a convergent beam of rays, and the observation object is thus imaged on the at least one electronic image sensor 29 .

An die Schnittstelle 17 ist im vorliegenden Beispiel außerdem das Refraktionsmessgerät 3 angeschlossen. Für eine Refraktionsmessung wird von dem Refraktionsmessgerät 3 generiertes Licht über das Strahlteilerprisma 18A in Richtung auf das Auge 9 in den Teilstrahlengang eingekoppelt und über den Vergrößerungswechsler 15 und das Hauptobjektiv 11 auf die Netzhaut des Auges 9 abgebildet. Das von der Netzhaut reflektierte Licht wird dann über das Hauptobjektiv 11, den Vergrößerungswechsler 15 und das Strahlteilerprisma 18A zur Analyse in das Refraktionsmessgerät 3 zurückgeleitet. Zur Analyse kann jedes aus dem Stand der Technik bekannte geeignete Verfahren Verwendung finden, wie der Fachmann ohne Weiteres erkennen kann. Als Licht zur Refraktionsmessung kann bspw. infrarotes Licht Verwendung finden.In the present example, the refraction measuring device 3 is also connected to the interface 17 . For a refraction measurement, light generated by the refraction measuring device 3 is coupled into the partial beam path via the beam splitter prism 18A in the direction of the eye 9 and imaged onto the retina of the eye 9 via the magnification changer 15 and the main objective 11 . The light reflected from the retina is then returned to the refractive measuring device 3 via the main objective 11, the magnification changer 15 and the beam splitter prism 18A for analysis. Any suitable method known from the prior art can be used for the analysis, as the person skilled in the art will readily recognize. Infrared light, for example, can be used as light for measuring refraction.

Obwohl das Refraktionsmessgerät 3 im vorliegenden Beispiel an die dem Vergrößerungswechsler 15 nachgeschaltete Schnittstelle 17 angeschlossen ist, kann es grundsätzlich auch an anderen Stellen des Operationsmikroskops 1 angebracht sein, wobei auch speziell zum Ein- und Auskoppeln des vom Refraktionsmessgerät ausgehenden Lichtes bzw. des von der Netzhaut reflektierten Lichtes vorgesehene Strahlteiler vorhanden sein können. Derartige Strahlteiler können bspw. zwischen dem Hauptobjektiv 11 und dem Vergrößerungswechsler angeordnet sein. Hierbei ist sowohl eine zentrale Lage als auch eine dezentrale Lage der Strahlteiler mit Bezug auf das Hauptobjektiv 11 grundsätzlich möglich.Although the refraction measuring device 3 is connected to the interface 17 downstream of the magnification changer 15 in the present example, it can in principle also be attached to other points of the surgical microscope 1, also specifically for coupling and decoupling the light emanating from the refraction measuring device or the retina reflected light provided beam splitter may be present. Such beam splitters can be arranged, for example, between the main objective 11 and the magnification changer. In principle, both a central position and a decentralized position of the beam splitter with respect to the main objective 11 are possible.

An die Schnittstelle 17 schließt sich bildseitig ein Binokulartubus 31 an Dieser weist zwei Tubusobjektive 33A, 33B auf, welche das jeweilige parallele Strahlenbündel 13A, 13B in einer Zwischenbildebene 35 fokussieren, also den beobachteten Bereich des Auges 9 auf die jeweilige Zwischenbildebene 35A, 35B abbilden. Die in den Zwischenbildebenen 35A, 35B befindlichen Zwischenbilder werden schließlich von Okularlinsen 37A, 37B wiederum nach Unendlich abgebildet, so dass ein Betrachter, etwa ein behandelnder Arzt oder sein Assistent, das Zwischenbild mit entspanntem Auge betrachten können. Außerdem erfolgt im Binokulartubus mittels eines Spiegelsystems oder mittels Prismen 39A, 39B eine Vergrößerung des Abstandes zwischen den beiden Teilstrahlenbündeln 13A, 13B, um diesen an den Augenabstand des Betrachters anzupassen.A binocular tube 31 is connected to the interface 17 on the image side. This has two tube lenses 33A, 33B, which focus the respective parallel bundle of rays 13A, 13B in an intermediate image plane 35, i.e. image the observed region of the eye 9 on the respective intermediate image plane 35A, 35B. The intermediate images located in the intermediate image planes 35A, 35B are finally imaged again towards infinity by ocular lenses 37A, 37B, so that an observer, for example an attending physician or his assistant, can view the intermediate image with relaxed eyes. In addition, the distance between the two partial beams 13A, 13B is increased in the binocular tube by means of a mirror system or by means of prisms 39A, 39B in order to adapt this to the distance between the viewer's eyes.

Das Operationsmikroskop 1 umfasst außerdem eine in 2 schematisiert dargestellte Beleuchtungsvorrichtung, die insbesondere eine Koaxialbeleuchtung ermöglicht. In der Koaxialbeleuchtung werden zwei Teilbeleuchtungsstrahlenbündel in die stereoskopischen Teilstrahlengänge eingekoppelt, so dass sie koaxial zu den Strahlengängen der Teilbeobachtungsstrahlenbündel 10A, 10B zum Auge 9 hingeführt werden. Eine derartige Beleuchtung ermöglicht insbesondere das Beobachten der Linse mittels sogenannten Rotreflexes, d.h. mittels Licht, das von der Netzhaut des Auges reflektiert wird. Eine derartige Rotreflexbeleuchtung ist insbesondere bei Kataraktoperationen von großer Bedeutung. Darüber hinaus macht eine derartige Beleuchtung besonders gut die Pupille sichtbar, was beim Ermitteln der Lage von Purkinjebildern vorteilhaft sein kann.The surgical microscope 1 also includes an in 2 schematically illustrated lighting device, which allows in particular a coaxial lighting. In the coaxial illumination, two partial illumination beams are coupled into the stereoscopic partial beam paths, so that they are guided to the eye 9 coaxially with the beam paths of the partial observation beams 10A, 10B. Such an illumination makes it possible in particular to observe the lens by means of what is known as the red reflex, ie by means of light which is reflected by the retina of the eye. Such a red reflex illumination is of great importance in cataract operations in particular. In addition, such an illumination makes the pupil visible particularly well, which can be advantageous when determining the position of Purkinje images.

Die Koaxialbeleuchtung ist im vorliegenden Beispiel durch zwei Lichtquellen 41A, 41B und zugehörige Beleuchtungsoptiken 43A, 43B dargestellt. Die Beleuchtungsoptiken, die in 2 lediglich stark schematisiert als Linsen angedeutet sind, wandeln von den Lichtquellen 41A, 41B ausgehende divergente Beleuchtungsstrahlenbündel 45A, 45B in parallele Beleuchtungsstrahlenbündel 47A, 47B um, die über Strahlteiler 49A, 49B, die zwischen dem Hauptobjektiv 11 und dem Vergrößerungswechsler 15 angeordnet sind, in Richtung auf das Auge 9 in die stereoskopischen Teilbeobachtungsstrahlengänge eingekoppelt werden. Als Lichtquellen 41A, 41B können hierbei entweder primäre oder sekundäre Lichtquellen zur Anwendung kommen. Als primäre Lichtquellen eignen sich Glühlampen, beispielsweise Halogenlampen, oder Lumineszenzstrahler, beispielsweise Leuchtdioden. Als sekundäre Lichtquellen kommen insbesondere die Ausgangsenden von Lichtleitern oder reelle Bilder von Lichtquellen in Frage. Die sekundären Lichtquellen brauchen dabei nicht notwendigerweise jeweils von einer individuellen primären Lichtquelle generiert zu werden. Stattdessen besteht auch die Möglichkeit, beispielsweise mittels eines gespleissten Lichtleiters das Licht einer einzigen primären Lichtquelle zwei getrennten Ausgangsenden des Lichtleiters zuzuführen oder mittels einer geeigneten Optik zwei Bilder einer einzigen primären Lichtquelle zu erzeugen.In the present example, the coaxial illumination is represented by two light sources 41A, 41B and associated illumination optics 43A, 43B. The illumination optics used in 2 are indicated only very schematically as lenses, convert divergent bundles of illumination rays 45A, 45B emanating from the light sources 41A, 41B into parallel bundles of illumination rays 47A, 47B, which, via beam splitters 49A, 49B, which are arranged between the main objective 11 and the magnification changer 15, in the direction are coupled onto the eye 9 in the stereoscopic partial observation beam paths. Either primary or secondary light sources can be used as light sources 41A, 41B. Incandescent lamps, for example halogen lamps, or luminescence emitters, for example light-emitting diodes, are suitable as primary light sources. In particular, the output ends of light guides or real images of light sources come into consideration as secondary light sources. The secondary light sources do not necessarily have to be generated by an individual primary light source. Instead, there is also the possibility, for example by means of a spliced light guide, of feeding the light from a single primary light source to two separate output ends of the light guide, or of generating two images of a single primary light source by means of suitable optics.

Außer der Koaxialbeleuchtung weist das vorliegende Operationsmikroskop eine sogenannte Schrägbeleuchtung auf, in der der Beleuchtungsstrahlengang unter einem Winkel zur optischen Achse des Hauptobjektivs 11 nicht koaxial zu den Strahlengängen der Beobachtungsstrahlenbündel 10A, 10B verläuft. Die Schrägbeleuchtung ist in 2 schematisch durch eine Lichtquelle 50, einen Beleuchtungsstrahlengang 51 und einen Ablenkspiegel 53 zum Ablenken des Beleuchtungsstrahlengangs 51 in Richtung auf das Auge 9 dargestellt. Für die Lichtquelle 50 gilt das mit Bezug auf die Lichtquellen 41A, 41B hinsichtlich der Verwendung primärer oder sekundärer Lichtquellen Gesagte analog.In addition to the coaxial illumination, the present surgical microscope has what is known as oblique illumination, in which the illumination beam path runs at an angle to the optical axis of the main objective 11 and is not coaxial with the beam paths of the observation beams 10A, 10B. Oblique lighting is in 2 represented schematically by a light source 50, an illumination beam path 51 and a deflection mirror 53 for deflecting the illumination beam path 51 in the direction of the eye 9. What was said with reference to the light sources 41A, 41B with regard to the use of primary or secondary light sources applies analogously to the light source 50 .

Obwohl in 2 der Beleuchtungsstrahlengang 51 der Schrägbeleuchtung außerhalb des Hauptobjektivs 11 verläuft, verläuft er häufig durch das Hauptobjektiv 11 hindurch, so dass der Ablenkspiegel 53 wie die Strahlteiler 49A, 49B zwischen dem Hauptobjektiv 11 und dem Vergrößerungswechsler 15 angeordnet ist. Die Anordnung des Ablenkspiegels 53 für die Schrägbeleuchtung ist dabei mit Bezug auf die Orientierung einer gedachten Verbindungslinie zwischen den Strahlteilerprismen 49A, 49B typischerweise um 90° um die optische Achse des Hauptobjektivs 11 herum gedreht (d.h. der Ablenkspiegel 53 würde in 2 aus der Bildebene heraus- oder in die Bildebene hineinragen), um eine Vignettierung der Beobachtungsstrahlengänge zu vermeiden. Statt zwischen dem Hauptobjektiv 11 und dem Vergrößerungswechsler 15 kann der Ablenkspiegel 53 auch zwischen dem Hauptobjektiv 11 und dem Auge 9 angeordnet sein. Während beispielsweise einer Kataraktoperation dient die Schrägbeleuchtung typischerweise als Umfeldbeleuchtung.Although in 2 the illumination beam path 51 of the oblique illumination runs outside the main objective 11, it often runs through the main objective 11, so that the deflection mirror 53 is arranged between the main objective 11 and the magnification changer 15 like the beam splitters 49A, 49B. The arrangement of the deflection mirror 53 for the oblique illumination is typically rotated by 90° around the optical axis of the main objective 11 with respect to the orientation of an imaginary connecting line between the beam splitter prisms 49A, 49B (i.e. the deflection mirror 53 would be in 2 projecting out of or into the image plane) in order to avoid vignetting of the observation beam paths. Instead of between the main objective 11 and the magnification changer 15, the deflection mirror 53 can also be arranged between the main objective 11 and the eye 9. During cataract surgery, for example, the oblique illumination typically serves as ambient illumination.

Um mit dem in 1 dargestellten Messsystem eine präzisere Refraktionsmessung vornehmen zu können, ist es von Bedeutung, dass das Refraktionsmessgerät 3 bezüglich der Sehachse des Auges 9 ausgerichtet ist. Im vorliegenden Beispiel wird dies durch eine geeignete Ausrichtung des Operationsmikroskops 1 erreicht. Zum Ermitteln der Sehachse des Auges 9 und zum Ausrichten des Operationsmikroskops 1 mit Hilfe der Halterung 5 und ggf. des Stativs dienen die elektronischen Komponenten 7. Diese werden nachfolgend mit Bezug auf 3 näher erläutert.To with the in 1 In order to be able to carry out a more precise refraction measurement with the measuring system shown, it is important that the refraction measuring device 3 is aligned with respect to the visual axis of the eye 9 . In the present example, this is achieved by suitably aligning the surgical microscope 1 . The electronic components 7 are used to determine the visual axis of the eye 9 and to align the surgical microscope 1 with the aid of the holder 5 and, if necessary, the stand. These are described below with reference to FIG 3 explained in more detail.

Die elektronischen Komponenten 7 des Messsystems zur Refraktionsmessung umfassen eine Bildverarbeitungseinheit 55, eine Auswerteeinheit 57 und einen Speicher 59 mit wahlfreiem Zugriff (Random Access Memory, RAM). Die Bildverarbeitungseinheit 55 ist zum Empfang eines elektronischen Bildes des Auges 9 mit der Kamera 27 verbunden und dazu ausgestaltet, die ersten Purkinjebilder der Lichtquellen des Operationsmikroskops 1 im elektronischen Bild aufzufinden und die Lage der Purkinjebilder auf der Hornhaut (Kornea), bspw. in Bezug auf die Begrenzung der Pupille, zu ermitteln. Im vorliegenden Beispiel kommen insbesondere die ersten Purkinjebilder der Lichtquelle zur Anwendung. Diese entstehen durch eine Reflexion R des Lichtes der Lichtquellen 41 an der Außenseite der Hornhaut (Kornea) 63, wie dies in 4 dargestellt ist. Außerdem sind in 4 die optische Achse O des Auges und die Sehachse S des Auges eingezeichnet. Die Sehachse S verläuft unter einem Winkel κ zur optischen Achse, wobei der Winkel im Bereich zwischen 3° und 8° liegt und typischerweise ca. 5° beträgt. Aber auch Winkel von bis zu 10° kommen vor.The electronic components 7 of the measuring system for refraction measurement include an image processing unit 55, an evaluation unit 57 and a memory 59 with random access (Random Access Memory, RAM). The image processing unit 55 is connected to the camera 27 to receive an electronic image of the eye 9 and is designed to locate the first Purkinje images of the light sources of the surgical microscope 1 in the electronic image and the position of the Purkinje images on the cornea, e.g the limitation of the pupil. In the present example, the first Purkinje images of the light source are used in particular. These are caused by a reflection R of the light from the light sources 41 on the outside of the cornea 63, as is shown in 4 is shown. In addition, 4 the optical axis O of the eye and the visual axis S of the eye are drawn. The visual axis S runs at an angle κ to the optical axis, the angle being in the range between 3° and 8° and typically being approximately 5°. But angles of up to 10° also occur.

Die Auswerteeinrichtung 57 ist zum Empfang von Daten, welche die Lage der Purkinjebilder auf der Hornhaut wiedergeben, mit der Bildverarbeitungseinheit 55 verbunden. Weiterhin ist sie mit dem Speicher 59 verbunden, in dem eine Beziehung zwischen der Lage der Purkinjebilder auf der Hornhaut, bspw. mit Bezug auf die Begrenzung der Pupille, und desjenigen Vektors, der die Richtung der Sehachse des Auges repräsentiert, gespeichert ist. Diese Beziehung kann grundsätzlich als funktionale Beziehung gespeichert sein, in der die Orientierung der Sehachse S über ein mathematisches Modell mit der Lage der Purkinjebilder auf der Hornhaut verknüpft ist. Dabei ist der Winkel κ bspw. auf 5 Grad eingestellt. Es kann aber auch die Möglichkeit, einen abweichenden Wert für den Winkel κ einzugeben, vorgesehen sein. Im vorliegenden Beispiel ist jedoch ein anderer Weg gewählt. Die Verknüpfung ist hierbei in Form einer Tabelle im Speicher 59 hinterlegt. In der Tabelle ist einer Mehrzahl von Orientierungen der Sehachse S jeweils die zugehörige Lage der Purkinjebilder auf der Hornhaut zugeordnet. Das Erstellen dieser Tabelle kann in einer Referenzmessung erfolgen, bei welcher der Patient in der Lage ist, mit seinem Blick einer vorgegebenen Markierung zu folgen. Für eine Mehrzahl an Positionen der Markierung werden die zugehörigen Purkinjebilder aufgenommen und dann in Form der angesprochenen Tabelle im Speicher 59 abgelegt. Die Anzahl der Markierungspositionen, die in der Referenzmessung zur Anwendung kommt, hängt davon ab, mit welcher Genauigkeit die Orientierung der Sehachse S später bestimmt werden soll.The evaluation device 57 is connected to the image processing unit 55 in order to receive data which reflect the position of the Purkinje images on the cornea. It is also connected to the memory 59 in which is stored a relationship between the position of the Purkinje images on the cornea, e.g. with respect to the pupillary boundary, and that vector which represents the direction of the visual axis of the eye. In principle, this relationship can be stored as a functional relationship in which the orientation of the visual axis S is linked to the position of the Purkinje images on the cornea via a mathematical model. The angle κ is set to 5 degrees, for example. However, there may also be the possibility enter a different value for the angle κ. In the present example, however, a different approach has been chosen. The link is stored in memory 59 in the form of a table. In the table, the associated position of the Purkinje images on the cornea is assigned to a plurality of orientations of the visual axis S. This table can be created in a reference measurement, in which the patient is able to follow a predetermined marking with his gaze. The associated Purkinje images are recorded for a plurality of positions of the marking and then stored in the memory 59 in the form of the table referred to. The number of marking positions used in the reference measurement depends on the accuracy with which the orientation of the visual axis S is to be determined later.

Die Referenzmessung hat gegenüber der Verwendung eines mathematischen Modells den Vorteil, dass diese individuell an dem Auge durchgeführt werden kann, für das später die Orientierung der Sehachse intraoperativ ermittelt werden soll. Dadurch sind physiologische Eigenschaften und Besonderheiten des jeweiligen Auges, insbesondere der Winkel κ, in der später verwendeten Referenz automatisch berücksichtigt. Bei Verwendung eines mathematischen Modells ist diese Berücksichtigung nicht ohne Weiteres möglich, so dass die Referenzmessung in der Regel eine höhere Genauigkeit beim Ermitteln der Orientierung der Sehachse als die Verwendung des mathematischen Modells erlaubt.Compared to using a mathematical model, the reference measurement has the advantage that it can be carried out individually on the eye for which the orientation of the visual axis is later to be determined intraoperatively. As a result, physiological properties and special features of the respective eye, in particular the angle κ, are automatically taken into account in the reference used later. When using a mathematical model, this consideration is not readily possible, so that the reference measurement generally allows greater accuracy when determining the orientation of the visual axis than using the mathematical model.

Das Ermitteln der Orientierung der Sehachse S des untersuchten Auges 9 erfolgt anhand des intraoperativ gewonnen elektronischen Bildes des Auges, indem die Bildverarbeitungseinheit 55 die Lage der Purkinjebilder auf der Hornhaut, bspw. im Bezug auf den Rand der Pupille, ermittelt und diese Lage an die Auswerteeinheit 57 weitergibt. Hierbei stimmt das Bezugssystem in dem die Messung vorgenommen wird, vorzugsweise mit dem Bezugssystem bei der Referenzmessung überein, um Koordinatentransformationen zu vermeiden. In der Auswerteeinheit 57 wird dann anhand eines Vergleichs der Lage der Purkinjebilder mit den in der Tabelle im Speicher 59 gespeicherten Lagen die aktuelle Orientierung der Sehachse S ermittelt. Aus der so ermittelten Orientierung der Sehachse S und einer von der Haltevorrichtung 5 und/oder dem Stativ erhaltenen Informationen über die Orientierung des Operationsmikroskops 1 ermittelt die Auswerteeinheit 57 dann die nötigen Stellgrößen für die Halterung 5 und/oder das Stativ, um die Orientierung des Operationsmikroskops 1 an die Orientierung der Sehachse anzupassen. Die Refraktionsmessung wird dann durchgeführt, nachdem die Anpassung der Orientierung des Mikroskops 1 an die Orientierung der Sehachse S erfolgt ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Refraktionsmessung immer auf der Sehachse des Auges erfolgt.The orientation of the visual axis S of the examined eye 9 is determined using the electronic image of the eye obtained intraoperatively, in that the image processing unit 55 determines the position of the Purkinje images on the cornea, e.g. in relation to the edge of the pupil, and transmits this position to the evaluation unit 57 passes on. In this case, the reference system in which the measurement is made preferably agrees with the reference system in the reference measurement in order to avoid coordinate transformations. The current orientation of the visual axis S is then determined in the evaluation unit 57 on the basis of a comparison of the position of the Purkinje images with the positions stored in the table in the memory 59 . From the orientation of the visual axis S determined in this way and information about the orientation of the surgical microscope 1 received from the holding device 5 and/or the stand, the evaluation unit 57 then determines the necessary control variables for the holder 5 and/or the stand in order to orient the surgical microscope 1 to adapt to the orientation of the visual axis. The refraction measurement is then carried out after the adjustment of the orientation of the microscope 1 to the orientation of the visual axis S has taken place. This ensures that the refraction measurement is always on the visual axis of the eye.

Zum Ermitteln der Orientierung der Sehachse S können grundsätzlich alle vorhandenen Purkinjebilder im Auge herangezogen werden. Diese sind die ersten Purkinjebilder der Lichtquellen, welche die Reflexionen an der Außenseite der Hornhaut darstellen, die zweiten Purkinjebilder, welche die Reflexionen an der Innenseite der Hornhaut darstellen, die dritten Purkinjebilder, welche die Reflexionen an der Außenseite der Linse darstellen und die vierten Purkinjebilder, welche die Reflexionen an der Innenseite der Linse darstellen. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die vierten Purkinjebilder aufgrund des Durchtritts des reflektierten Lichtes durch die Linse auf dem Kopf stehen. Wie bereits erwähnt, können grundsätzlich entweder die ersten, die zweiten, die dritten oder die vierten Purkinjebilder der Lichtquellen zum Ermitteln der Orientierung der Sehachse herangezogen werden. Auch das Heranziehen einer Kombination verschiedener Purkinjebilder ist grundsätzlich möglich. Außerdem ist es nicht notwendig, die Purkinjebilder aller Lichtquellen auszuwerten. Es reicht grundsätzlich, das Purkinjebild einer der verwendeten Lichtquelle auszuwerten.In principle, all existing Purkinje images in the eye can be used to determine the orientation of the visual axis S. These are the first Purkinje images of the light sources, showing the reflections on the outside of the cornea, the second Purkinje images, showing the reflections on the inside of the cornea, the third Purkinje images, showing the reflections on the outside of the lens, and the fourth Purkinje images, which represent the reflections on the inside of the lens. It should be noted here that the fourth Purkinje images are upside down due to the passage of the reflected light through the lens. As already mentioned, in principle either the first, the second, the third or the fourth Purkinje images of the light sources can be used to determine the orientation of the visual axis. In principle, it is also possible to use a combination of different Purkinje images. In addition, it is not necessary to evaluate the Purkinje images of all light sources. In principle, it is sufficient to evaluate the Purkinje image of one of the light sources used.

Gemäß der Erfindung wird außerdem ein Messsystem zum Ermitteln des Innendrucks des Auges zur Verfügung gestellt. Ein solches System kann insbesondere dazu Verwendung finden, den Innendruck des Auges auf einen Zielwert einzustellen oder auf einem vorgegebenen Wert zu halten. Das Messsystem zum Ermitteln des Innendrucks des Auges wird daher nachfolgend im Rahmen eines Systems zum Einstellen des Innendrucks des Auges beschrieben. Dieses System ist stark schematisiert in 5 dargestellt. Es umfasst ein Operationsmikroskop 1, wie es bereits mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben worden ist. Allerdings ist das Refraktionsmessgerät 3 weder für das Messsystem zum Ermitteln des Innendrucks des Auges, noch für das System zum Einstellen des Innendrucks notwendig. Weiterhin umfasst das System zum Einstellen des Innendrucks elektronische Komponenten 107 sowie eine Flasche 65 mit Spülflüssigkeit für das Auge 9, die mit Hilfe eines Schlittens 67 in der Höhe über dem Auge 9 einstellbar ist. Über einen Schlauch 69 wird die Spülflüssigkeit während einer Operation in das Auge 9 geleitet. Anhand der Höhe der Flasche kann der Spülflüssigkeitsdruck am Ausgangsende des Schlauches 67, also der Druck der Spülflüssigkeit im Auge, geeignet eingestellt werden. Die einzustellende Flaschenhöhe wird von den elektronischen Komponenten 107 ermittelt.According to the invention, a measuring system for determining the internal pressure of the eye is also made available. Such a system can be used in particular to adjust the internal pressure of the eye to a target value or to keep it at a predetermined value. The measuring system for determining the internal pressure of the eye is therefore described below as part of a system for adjusting the internal pressure of the eye. This system is highly schematized in 5 shown. It includes a surgical microscope 1, as already with reference to the 1 and 2 has been described. However, the refraction measuring device 3 is not necessary either for the measuring system for determining the internal pressure of the eye or for the system for adjusting the internal pressure. Furthermore, the system for adjusting the internal pressure includes electronic components 107 and a bottle 65 with rinsing liquid for the eye 9, which can be adjusted in height above the eye 9 with the aid of a carriage 67. During an operation, the rinsing liquid is conducted into the eye 9 via a hose 69 . The pressure of the rinsing liquid at the outlet end of the tube 67, ie the pressure of the rinsing liquid in the eye, can be suitably adjusted on the basis of the height of the bottle. The height of the bottle to be set is determined by the electronic components 107 .

Die elektronischen Komponenten 107 sind in 6 in Form eines Blockschaltbildes dargestellt. Sie umfassen eine Bildverarbeitungseinheit 155, eine Auswerteeinheit 157, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff 159 (RAM) und eine Differenzerfassungseinheit 161. Die Bildverarbeitungseinheit 155 ist zum Empfang eines elektronischen Bildes des Auges 9 mit der Kamera 27 des Operationsmikroskops 1 verbunden. Sie ist dazu ausgestaltet, aus dem empfangenen Bild die Größe der Purkinjebilder der Lichtquellen zu ermitteln. Die Hornhaut kann als ein konvexer Spiegel angesehen werden, der ein virtuelles Bild der Lichtquellen erzeugt. Je kleiner der Krümmungsradius eines konvexen Spiegels ist, desto kleiner ist dieses virtuelle Bild. Aus der Größe des Bildes kann daher auf den Krümmungsradius eines konvexen Spiegels rückgeschlossen werden. Dies ist auch im Falle der Hornhaut möglich. Ebenso kann aus der Größe des Purkinjebildes der Lichtquellen auf den Innendruck im Auge rückgeschlossen werden, da eine Vergrößerung des Innendrucks zu einer Vergrößerung des Krümmungsradius und eine Verkleinerung des Innendrucks zu einer Verkleinerung des Krümmungsradius der Hornhaut führt.The electronic components 107 are in 6 shown in the form of a block diagram. They include an image processing unit 155, an evaluation unit 157, a memory with choice free access 159 (RAM) and a difference detection unit 161. The image processing unit 155 is connected to the camera 27 of the surgical microscope 1 in order to receive an electronic image of the eye 9. It is designed to determine the size of the Purkinje images of the light sources from the received image. The cornea can be viewed as a convex mirror that creates a virtual image of the light sources. The smaller the radius of curvature of a convex mirror, the smaller this virtual image. The radius of curvature of a convex mirror can therefore be deduced from the size of the image. This is also possible in the case of the cornea. Likewise, conclusions can be drawn about the internal pressure in the eye from the size of the Purkinje image of the light sources, since an increase in the internal pressure leads to an increase in the radius of curvature and a reduction in the internal pressure leads to a reduction in the radius of curvature of the cornea.

Die in der Bildverarbeitungseinheit 155 ermittelte Größe des Purkinjebildes der Lichtquellen wird an die mit der Bildverarbeitungseinheit 155 verbundene Auswerteeinheit 157 weitergegeben. Dort wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel anhand der ermittelten Größe des Purkinjebildes der Innendruck des Auges 9 ermittelt. Dies kann anhand eines mathematischen Modells, welches den Krümmungsradius des Auges mit dem Augeninnendruck verknüpft, erfolgen. Aus der Größe der Purkinjebilder im Bezug auf die Hornhaut kann dann der Krümmungsradius der Hornhaut ermittelt werden und aus diesem Krümmungsradius wiederum der Augeninnendruck. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kommt allerdings kein mathematisches Modell zur Anwendung. Stattdessen erfolgt vor dem Durchführen einer Augenoperation eine Referenzmessung, in welcher der normale Innendruck des Auges und die zugehörige Größe der Purkinjebilder erfasst werden. Durch Ausüben eines Drucks auf das Auge kann zudem der Innendruck temporär erhöht werden, so dass im Rahmen der Referenzmessung auch eine Referenz für das Verhalten der Hornhaut bei Änderungen des Innendrucks - und damit für die Größenänderung der Purkinjebilder in Abhängigkeit vom Innendruck - ermittelt erden kann. Die in der Referenzmessung erfasste Größe der Purkinjebilder der Lichtquellen bei normalem Augeninnendruck kann somit bspw. einen Zielwert darstellen, der während der Operation am Auge eingehalten werden soll. Anhand der in der Referenzmessung ermittelten Beziehung zwischen der Größenänderung der Purkinjebilder und dem Innendruck kann bei einer Abweichung der Größe der Purkinjebilder von der ermittelten Referenzgröße bestimmt werden, ob ein zu hoher oder zu niedriger Innendruck vorliegt. Der Zielwert sowie die Beziehung zwischen der Größenänderung der Purkinjebilder und dem Innendruck werden im Speicher 159, der ebenfalls mit der Auswerteeinheit 157 verbunden ist, abgelegt und können während der Operation abgerufen werden. Die Auswerteeinheit 157 kann dann die während der Operation ermittelte Größe der Purkinjebilder der Lichtquellen mit der Größe der Referenzpurkinjebilder vergleichen. Wenn die während der Operation aufgenommenen Purkinjebilder der Lichtquellen von der Größe der Referenzpurkinjebilder bei normalem Innendruck abweichen, können ggf. Maßnahmen zum Korrigieren des Innendrucks veranlasst werden. Bei der Bestimmung der Größe ist es vorteilhaft, wenn dieser im selben Bezugsystem erfolgt, wie die Referenzmessung, um Koordinatentransformationen zu vermeiden.The size of the Purkinje image of the light sources determined in the image processing unit 155 is forwarded to the evaluation unit 157 connected to the image processing unit 155 . In the present exemplary embodiment, the internal pressure of the eye 9 is determined there using the determined size of the Purkinje image. This can be done using a mathematical model that links the radius of curvature of the eye to the intraocular pressure. The radius of curvature of the cornea can then be determined from the size of the Purkinje images in relation to the cornea, and the intraocular pressure can in turn be determined from this radius of curvature. In the present exemplary embodiment, however, no mathematical model is used. Instead, before an eye operation is performed, a reference measurement is carried out in which the normal internal pressure of the eye and the associated size of the Purkinje images are recorded. By exerting pressure on the eye, the internal pressure can also be temporarily increased, so that a reference for the behavior of the cornea when the internal pressure changes - and thus for the change in size of the Purkinje images depending on the internal pressure - can also be determined as part of the reference measurement. The size of the Purkinje images of the light sources recorded in the reference measurement with normal intraocular pressure can thus represent, for example, a target value that should be adhered to during the operation on the eye. Based on the relationship determined in the reference measurement between the change in size of the Purkinje images and the internal pressure, if the size of the Purkinje images deviates from the determined reference variable, it can be determined whether the internal pressure is too high or too low. The target value and the relationship between the change in size of the Purkinje images and the internal pressure are stored in the memory 159, which is also connected to the evaluation unit 157, and can be called up during the operation. The evaluation unit 157 can then compare the size of the Purkinje images of the light sources determined during the operation with the size of the reference Purkinje images. If the Purkinje images of the light sources recorded during the operation deviate from the size of the reference Purkinje images with normal internal pressure, measures to correct the internal pressure can be initiated if necessary. When determining the size, it is advantageous if this takes place in the same reference system as the reference measurement in order to avoid coordinate transformations.

Anhand einer festgestellten Abweichung der Größe der während einer Operation aufgenommenen Purkinjebilder von den während der Referenzmessung aufgenommenen Purkinjebilder ermittelt die mit der Auswerteeinheit 157 zum Empfang des ermittelten Innendrucks verbundene Differenzerfassungseinheit 161 dann eine an den Schlitten 67 auszugebende Stellgröße, welche die einzustellende Höhe der Spülflüssigkeitsflasche 65 repräsentiert. Diese wird an den Schlitten 67 ausgegeben, um über die Höhe der Flasche den Spülmitteldruck so einzustellen, dass sich der normale Augendruck einstellt bzw. dass dieser erhalten bleibt. Auf diese Weise ist es möglich, während einer Operation den Augeninnendruck auf dem normalen Wert zu halten.Based on a determined deviation in the size of the Purkinje images recorded during an operation from the Purkinje images recorded during the reference measurement, the differential detection unit 161 connected to the evaluation unit 157 for receiving the determined internal pressure then determines a manipulated variable to be output to the carriage 67, which represents the height of the rinsing liquid bottle 65 to be set . This is output to the carriage 67 in order to set the flushing agent pressure via the height of the bottle in such a way that the normal intraocular pressure is established or maintained. In this way it is possible to keep the intraocular pressure at the normal value during an operation.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Größe der Purkinjebilder der Lichtquellen, also die Fläche, die die Purkinjebilder in Bezug auf die Hornhaut einnehmen, als Indikator für den Augeninnendruck herangezogen worden. Im Falle des Vorhandenseins mehrerer Lichtquellen, wie dies im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Fall ist, kann statt der Größe der Lichtquellen auch der Abstand der Lichtquellen voneinander im Purkinjebild zum Ermitteln des Augeninnendrucks herangezogen werden. Das Ermitteln des Augeninnendrucks anhand der Größe des Purkinjebildes hat jedoch den Vorteil, dass lediglich eine Lichtquelle vorhanden zu sein braucht.In the present exemplary embodiment, the size of the Purkinje images of the light sources, ie the area that the Purkinje images occupy in relation to the cornea, was used as an indicator for the intraocular pressure. If several light sources are present, as is the case in the present exemplary embodiment, instead of the size of the light sources, the distance between the light sources in the Purkinje image can also be used to determine the intraocular pressure. However, determining the intraocular pressure based on the size of the Purkinje image has the advantage that only one light source needs to be present.

In dem mit Bezug auf die 5 und 6 beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Messvorrichtung zum Ermitteln des Innendrucks des Auges zum Einstellen des Augeninnendrucks auf einen Zielwert verwendet. Es besteht aber auch die Möglichkeit, lediglich den Augeninnendruck zu ermitteln und den ermittelten Augeninnendruck in eine Messung der Refraktion des Auges eingehen zu lassen. Die Refraktion des Auges hängt nämlich vom Augeninnendruck und vom Krümmungsradius der Hornhaut ab. Es ist daher vorteilhaft, die Messvorrichtung zum Ermitteln des Innendrucks des Auges mit einer Messvorrichtung zum Ermitteln der Sehachse des Auges zu kombinieren. Diese Kombination erlaubt es entweder, die Refraktionsmessung immer bei normalem Innenaugendruck und damit bei normalem Krümmungsradius des Auges durchzuführen oder den ermittelten Augeninnendruck bei der Refraktionsmessung zu berücksichtigen. Wenn kein Einstellen des Innendrucks erfolgen soll, kann auf die Differenzerfassungseinheit auch verzichtet werden.In the pertaining to the 5 and 6 described embodiment, the measuring device for determining the internal pressure of the eye is used to adjust the intraocular pressure to a target value. However, there is also the possibility of only determining the intraocular pressure and having the determined intraocular pressure included in a measurement of the refraction of the eye. The refraction of the eye depends on the intraocular pressure and the radius of curvature of the cornea. It is therefore advantageous to combine the measuring device for determining the internal pressure of the eye with a measuring device for determining the visual axis of the eye. This combo tion allows either the refraction measurement to always be carried out at normal intraocular pressure and thus with a normal radius of curvature of the eye, or to take the determined intraocular pressure into account in the refraction measurement. If the internal pressure is not to be adjusted, the differential detection unit can also be dispensed with.

Insgesamt bietet die Erfindung die Möglichkeit, anhand der Aufnahme der Purkinjebilder der Lichtquellen des Operationsmikroskops mehrere während einer Augenoperation relevante Augenparameter zu ermitteln. Obwohl dies an konkreten Ausführungsbeispielen beschrieben worden ist, sind Abweichungen davon möglich. So brauchen die Lichtquellen nicht notwendigerweise Lichtquellen des Operationsmikroskops zu sein. Stattdessen können sie zusätzliche Lichtquellen sein, die speziell dem Zweck des Aufnehmens der Purkinjebilder dienen. Sie können aber auch Lichtquellen anderer während der Operation verwendeter Instrumente sein. Ebenso ist es nicht zwingend notwendig, dass das Refraktionsmessgerät 3 in das Operationsmikroskop 1 integriert ist. Es kann genauso gut als eigenes Gerät vorliegen, wobei dann natürlich nicht das Operationsmikroskop bezüglich der Sehachse des Auges ausgerichtet wird, sondern das Refraktionsmessgerät. Auch kann es vorteilhaft sein, die von den Messvorrichtungen gewonnenen Ergebnisse in den Beobachtungsstrahlengang des Operationsmikroskops einzublenden, um sie dem behandelnden Arzt zugänglich zu machen. Wenn beispielsweise keine automatische Einstellung des Augeninnendrucks erfolgt, kann es vorteilhaft sein, dass der ermittelte Augeninnendruck dem behandelnden Arzt in das Beobachtungsbild eingespiegelt wird, so dass er ggf. Maßnahmen ergreifen kann, wenn der Augeninnendruck unerwünschte Werte annimmt. Ebenso kann auch die Lage der Sehachse in das Beobachtungsbild eingespiegelt werden, so dass statt einer automatisierten Justierung des Operationsmikroskops bzw. des Refraktionsmessgerätes eine Justierung von Hand durch den behandelnden Arzt vorgenommen werden kann.Overall, the invention offers the possibility of determining several eye parameters relevant during an eye operation based on the recording of the Purkinje images of the light sources of the surgical microscope. Although this has been described using specific exemplary embodiments, deviations from this are possible. The light sources do not necessarily have to be light sources of the surgical microscope. Instead, they can be additional light sources that serve the specific purpose of capturing the Purkinje images. However, they can also be light sources from other instruments used during the operation. Likewise, it is not absolutely necessary for the refraction measuring device 3 to be integrated into the surgical microscope 1 . It can just as well be available as a separate device, in which case it is not the surgical microscope that is aligned with the visual axis of the eye, of course, but the refraction measuring device. It can also be advantageous to superimpose the results obtained from the measuring devices into the observation beam path of the surgical microscope in order to make them accessible to the attending physician. If, for example, the intraocular pressure is not set automatically, it can be advantageous for the intraocular pressure determined to be reflected in the observation image for the attending physician, so that he or she can take measures if the intraocular pressure assumes undesirable values. Likewise, the position of the visual axis can also be reflected in the observation image, so that instead of an automated adjustment of the surgical microscope or the refraction measuring device, an adjustment can be made by hand by the attending physician.

Claims

Method for determining the internal pressure of an eye (9), in which the eye (9) is illuminated with at least one light source (41, 50) and the internal pressure based on a property of at least one Purkinje image of the light source(s) (41, 50) and a relationship between this property and the internal pressure is determined.

procedure after claim 1 , in which the relationship between the property of the at least one Purkinje image and the internal pressure is determined by a reference measurement at normal internal pressure.

procedure after claim 1 or claim 2 , in which the property of the at least one Purkinje image is its size.

Procedure according to one of Claims 1 until 3 in which there are at least two light sources (41A, 41B) and that the property of the Purkinje images is their distance from one another on the cornea (63).

Procedure according to one of Claims 1 until 4 , in which the internal pressure is determined based on a property of at least one first Purkinje image of the light source(s) (41, 50).

Method for adjusting the internal pressure of an eye during an eye operation, in which the internal pressure is adjusted according to one of the Claims 1 until 5 is detected, the deviation of the internal pressure from a target value is detected, and the internal pressure is brought to the target value based on the detected deviation.

procedure after claim 6 , in which the internal pressure is brought to the target value by means of a flushing liquid (65), the pressure of which can be adjusted.

Procedure according to one of Claims 1 until 7 , in which the light source (41, 50) is realized by the illumination device of a surgical microscope (1).

Measuring system for determining the internal pressure of an eye (9) with: - at least one light source (41, 50) for illuminating the eye (9), - an electronic image recording device (27) for recording an electronic image of the illuminated eye (9), - an image processing unit (155) connected to the image recording device (27) for receiving the electronic image, the means for determining the position and/or the size of at least one Purkinje image of the at least one light source (41, 50) on the cornea (63) of the eye (9) based on the received electronic image and - an evaluation device (157) connected to the image processing unit (155) for receiving the position and/or the size of the at least one Purkinje image for determining the internal pressure based on the position and/or the size of the at least one Purkinje image and a relationship between the position and/or or the size of the at least one Purkinje image and the internal pressure.

measurement system claim 9 , in which at least two light sources (41A, 41B) are present and the image processing unit (155) comprises means for determining the distance between the Purkinje images of the light sources (41A, 41B) on the cornea (63) and the evaluation device (157) for determining the Internal pressure is formed from the distance of the Purkinje images of the light sources (41A, 41B) from each other on the cornea (63) and a relationship between the distance and the internal pressure.

measurement system claim 9 or claim 10 , which also includes a medical optical observation device (1) with an illumination device and the at least one light source (41, 50) is realized by a light source of the illumination device.

measurement system claim 11 , in which the medical optical observation device is equipped with a coaxial illumination device (41A, 41B).

System for adjusting the internal pressure of an eye (9) during an operation, with - a measuring system according to one of claims 9 until 12 , - a rinsing liquid supply device (65, 69) for supplying a rinsing liquid into the eye (9), - an adjusting device (67) for adjusting the pressure of the rinsing liquid supplied and - one with the evaluation device (157) for receiving the determined internal pressure and with the Adjusting device (67) for outputting a manipulated variable connected to differential detection unit (161), which is designed to determine a deviation of the received internal pressure from a target value and to calculate the manipulated variable on the basis of the determined deviation.